[發(fā)明專利]一種電池模組壓差非正常特征識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011188577.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112379284A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 胡攀攀;吳定國
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/3835
• 分類號: G01R31/3835
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

1.一種電池模組壓差非正常特征識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：電池管理系統(tǒng)對電池模組系統(tǒng)的電壓差信號設定采樣周期為T，并對電池模組中所有n個電池單體進行實時采樣和量化得到壓差數(shù)據(jù)信號v_i(t)，i＝1,2,..n之后將所有t時刻的最大單體電壓差和最小單體電壓差作差得到第t采樣時刻的壓差值v(t)，其中t＝1、2、3…m，所述m根據(jù)實際設備采樣率設定，所述采樣周期單位為s(秒)，所述電壓差信號單位為V(伏特)；

步驟B：對壓差數(shù)據(jù)信號v(t)采用經(jīng)驗模態(tài)分解得到各階IMF模態(tài)分量；

步驟C：對壓差數(shù)據(jù)信號v(t)的第一個IMF模態(tài)分量采用希爾伯特-黃變換計算出瞬時頻率圖和瞬時幅值圖；

步驟D：利用希爾伯特-黃變換圖中的突變點、幅值變化和瞬時頻率趨勢特征信息對電壓差差非正常信號進行檢測和識別。

2.根據(jù)權利要求1所述的電池模組壓差非正常特征識別方法，其特征在于：上述步驟B：對壓差數(shù)據(jù)信號v(t)采用經(jīng)驗模態(tài)分解得到各階IMF模態(tài)分量的具體步驟為：

Step1：第1次篩選：對壓差數(shù)據(jù)信號v(t)所有局部極大值點和所有局部極小值點利用三次樣條函數(shù)進行插值，并且擬合上、下包絡線；

Step2：求出上、下包絡線的平均值曲線M₁(t)，則壓差數(shù)據(jù)信號V(t)與M₁(t)之差即為P₁(t)，即所述P₁(t)＝V(t)-M₁(t)；

Step3：如果P₁(t)同時滿足下述IMF模態(tài)分量的兩個條件，則其為第一個IMF模態(tài)分量，否則將其視作新的壓差數(shù)據(jù)信號重復步驟Step1到Step2，得到P₁₁(t)，所述P₁₁(t)＝P₁(t)-M₁₁(t)，其中：M₁₁(t)為P₁(t)的上、下包絡線的平均曲線；

所述IMF模態(tài)分量滿足的兩個條件為：(1)整個時間歷程內(nèi)，穿越零點次數(shù)與極值點數(shù)相等或至多相差1；(2)壓差信號上任意一點，由局部極大值定義的上包絡線和局部極小值點，定義的下包絡線的均值為0，即信號關于時間軸局部對稱；

Step4：重復上述步驟篩選，直到第k次篩選時由式(1)得到的P_lk(t)滿足IMF模態(tài)分量的兩個條件：P_lk(t)＝P_l(k-1)(t)-M_lk(t) (1)；

Step5：在實際計算時通過式(2)求取門限值S_D來判斷每次篩選結果是否為IMF模態(tài)分量：

其中：m為電池模組監(jiān)控系統(tǒng)信號的采樣點數(shù)，門限值S_D取0.002到0.003；

Step6：令C₁(t)＝P_lk(t)，則C₁(t)即為第一個IMF模態(tài)分量，其包含了壓差數(shù)據(jù)信號v(t)中周期最短的IMF模態(tài)分量；將C₁(t)從v(t)中分離出來，得到R₁(t)，所述R₁(t)＝v(t)-C₁(t)；

Step7：將R₁(t)作為新的壓差數(shù)據(jù)信號重復以上步驟Step1至Step5 n次，獲得壓差數(shù)據(jù)信號v(t)的n個IMF模態(tài)分量C_i(t),i＝1,2,3…n，且有公式R_n(t)＝R_n-1(t)-C_n(t)；

Step8：當R_n(t)為單調(diào)函數(shù)從壓差數(shù)據(jù)信號v(t)不能再分解出其他分量時，全部的迭代分解過程結束，此時有如下公式：